COMPLEJIDAD: “Fenómenos que emergen de una colección de objetos que interactúan” Neil Johnson. INTRODUCCIÓN: “La capacidad de la mente humana para formular y resolver problemas complejos es muy pequeña comparada con el tamaño de los problemas cuya solución se requiere para tener un comportamiento racional en el mundo real” Herbert Simon
mundo? Memoria: Qué recuerdos el agente puede traer de su pasado?
DETERMINISMO, ALEATORIEDAD E INCERTIDUMBRE: Determinismo: Se sabe que con ciertas causales se tiene cierto efecto. Aleatoriedad: Las series de tiempo no tienen sentido. No hay correlación temporal. Existen el determinismo o la aleatoriedad perfectas?
POBLACIÓN: Es un conjunto de agentes, -Son importantes por: Una fuente de aprendizaje. Receptores de nuevos adelantos. Son parte del entorno. Población de agentes y población de estrategias. Tipos de población. P.ej. agresiva vs baja intensidad. En una población las estrategias se diseminan moviéndose entre los agentes. A medida que se mueven van cambiando: Variación. Según la estructura de la población se produce una interacción entre algunos de sus miembros, entre los cuales efectivamente se pueden pasar la estrategia.
EL DETERMINISMO DE LAPLACE: El perfecto determinismo, se conoce el pasado y el futuro de todo. Incertidumbre vs aleatoriedad. NO LINEALIDAD: Los eventos dinámicos rara vez son lineales. No linealidad Regular. No linealidad Irregular. Cambios de régimen GRADOS DE LIBERTAD Y NÚMEROS: Entre un sistema tenga más componentes se considera que es más complejo. Entre más actividades pueda hacer cada componente es más complejo. SISTEMAS DINÁMICOS: Los sistemas dinámicos son aquellos cuyo movimiento (comportamiento) se ve afectado por una o más fuerzas. CARACTERÍSTICAS DE LA COMPLEJIDAD: La complejidad puede ocurrir en sistemas naturales o artificiales, así como en estructuras sociales. Los sistemas dinámicos complejos pueden ser muy grandes o muy pequeños. La forma física puede ser regular o irregular. Como regla, entre más elementos tenga un sistema, es más probable que se produzca complejidad. CARACTERÍSTICAS DE LA COMPLEJIDAD: puede ocurrir en sistemas conservadores o disipadores de energía. Las causas y los efectos que un sistema experimenta pueden no son proporcionales. Las diferentes partes de un sistema complejo están conectadas y se afectan una a la otra de una manera sinérgica. Hay realimentación positiva o negativa. El nivel de complejidad depende del carácter del sistema, su entorno y la naturaleza de las interacciones entre ellos. Los sistemas complejos son abiertos en el sentido de que intercambian material, energía e información con su entorno. Los sistemas complejos tienden a llevar a cabo procesos irreversibles. REDUCCIONISMO Y HOLISMO: Reduccionismo: partir un sistema en sus componentes para así entender su estructura y forma interna de trabajo. Holismo: Ver todo el sistema en su conjunto. RESÚMEN: Dinámica no trivial: No linealidad, aparición de caos, ciclos de realimentación intrincados. Modularidad y jerarquías multiescala. Grandes fluctuaciones y fuerte correlación. Aparición de leyes de potencias, aparición de eventos extremos y correlaciones espacio-temporales de largo plazo. Orden emergente: pueden emerger patrones de autoorganización, cooperación y evolución. AGENTE: Un agente tiene la habilidad de interactuar con su entorno, incluyendo otros agentes. Un agente puede responder a lo que pasa a su alrededor con o sin propósito. Un agente puede ser una persona, una empresa, un país, un programa de computador. ARTEFACTOS: objetos usados la diferencia es que no tienen mismos, ni poderes de Localización: Donde opera Capacidades: Cómo el agente
por los agentes, propósitos por si reproducción. el agente? puede afectar el
ESTRATEGIA: La forma como un agente responde a su entorno y persigue sus objetivos: Estrategias de negocios (escogencia deliberada). Patrones de respuesta (escogencia no deliberada). La estrategia cambia con el tiempo. Medida de éxito, ensayo y error, y copiado.
SISTEMA: conjunto de poblaciones, las estrategias de los agentes, los artefactos y sus factores ambientales. Se dice que un sistema es complejo cuando hay muchas interrelaciones entre sus componentes, de modo que cualquier cambio en alguno de los agentes o en las estrategias de los mismos puede afectar el comportamiento futuro del sistema. SELECCIÓN: proceso mediante el cual se cambia la estrategia, puede ser resultado de aprendizaje, imitación, ensayo y error. No siempre la selección de otra estrategia conlleva a una mejora, sin embargo cuando esto sucede se llama adaptación. VARIACION SISTEMAS COMPLEJOS ADAPTATIVOS: Cuando un sistema contiene agentes o poblaciones que están buscando adaptarse, se denominan sistemas complejos adaptativos. Cuando múltiples poblaciones de agentes se adaptan unas a otras el resultado es un proceso coevolutivo. COMO MANEJAR LOS SISTEMAS COMPLEJOS? Cambiando deliberadamente la estructura de un sistema con el sentido de mejorarlo. Usar nuestro conocimiento de la complejidad para detectarla y tomar ventaja de ella, en vez de ignorarla o tratar de eliminarla. 5 ALGUNOS EJEMPLOS: Caso 1: Trabajo en Equipo, Caso 2: Préstamos a personas de escasos recursos, Caso 3: Algoritmos genéticos, Caso 4: La política internacional de los países. VARIACIÓN: proporciona la materia prima para la adaptación. Cuál es el correcto equilibrio entre variación y uniformidad?. Muchas veces es conveniente pensar que todos los agentes de una población son iguales. Esto permite atender a la mayoría de la población y preparar algún tipo de solución para aquellos agentes que no se acomodan al promedio. Cuando se analiza un sistema es necesario ser concientes de las variaciones que hay entre los agentes y hacer las agrupaciones que sean pertinentes. Las características que son importantes para diferenciar los agentes depende de los objetivos que se están persiguiendo. P.ej. Si se analiza el tema de los compradores de DVDs, es importante diferenciar los agentes según el peso? Lo cual si puede ser importante para otros tipos de sistemas, cuáles?. Las diversas categorías de agentes dentro de una población se denomina TIPO. Ejemplos: Tamaño, peso. Organismos infectados, no infectados e inmunes. Forma de las moléculas. Virus de computador. Ejercicio. CARACTERÍSTICAS DE LOS generalmente definidos por
TIPOS: Son características
detectables de los agentes de la población. Muchas otras dimensiones de variación en la población pueden persistir sin haber sido reconocidas como tipos incluso por los mismos agentes. Las características que diferencian a los tipos proporcionan solo un indicador imperfecto de las reales diferencias entre los agentes de la población. Los tipos son a menudo endógenos en los sistemas complejos y los agentes pueden detectarlos y actuar condicionadamente. Los tipos también pueden ser exógenos, definidos por la mente de aquellos que analizan el sistema complejo desde afuera. La noción de tipo nos ayuda a analizar las fuentes y contribuciones de la variedad, al considerar como los sistemas crean, destruyen y modifican los tipos. Mecanismos para alterar la frecuencia de los tipos: Copiado (con y sin error), Mecanismos endógenos, Mecanismos recombinantes. COPIADO: La población tiene mecanismos para crear, transformar y destruir los agentes. Cuando se produce copiado sin error, aumenta el número relativo de agentes del tipo que se está copiando. Cuando se copia con error, se producen mutaciones, las cuales son una fuente importante de variedad. La mutación puede crear nuevos tipos, así como cambiar la frecuencia relativa de los tipos existentes. En sistemas artificiales existen mecanismos de mutación similares a la mutación genética. P.ej. Ink jet, Post it. MECANISMOS ENDÓGENOS DE COPIADO: Existe un número de mecanismos que producen copias de una manera que no es tan aleatoria como en un simple proceso de copiado. En el proceso de selección se crean copias de ciertos agentes o estrategias y se eliminan otros. Ej. Productos que salen al mercado. MECANISMOS RECOMBINANTES: El cruce de padres. Recombinación conceptual. Ej. Cel-CamRad. Relajación de restricciones. Ej.m Tetera aviones. SE DEBE ALENTAR LA VARIEDAD? Si, cuando se tienen: Problemas de largo plazo o difundidos. Problemas que proporcionan una realimentación rápida y confiable. Problemas con bajo riesgo de catástrofe debida a la experimentación. Problemas que conducen al desastre. INTERACCIÓN: Qué interactúa o debería interactuar con que y cuando?. No siempre es simétrica. No siempre es uniforme. Intensa: mucha interrelación con pocos agentes. Difusa: poca interrelación con muchos agentes. MODIFICANDO LA INTERACCIÓN: Externa: Son las formas de modificar el sistema desde afuera. P.ej. Diseñando artefactos o haciendo políticas. Interna: Son las formas de cambiar los patrones de interacción que son manejados por procesos dentro del sistema. MECANISMOS DE LA INTERACCIÓN: PROXIMIDAD Y ACTIVACIÓN: Proximidad: Los factores de proximidad determinan cómo los agentes son más probables de interactuar uno con otro. (espacio: físico o conceptual). Activación: Los factores de activación determinan el secuenciamiento de esa actividad. (tiempo) TIPOS DE PROXIMIDAD: Proximidad. Física. Redes relacionales (amistad, afinidad, grupos...) MECANISMOS QUE CAMBIAN LOS PATRONES DE INTERACCIÓN: Métodos externos. Métodos internos. Desde la activación MÉTODOS EXTERNOS: El principal mecanismo disponible para cambiar los patrones de interacción desde afuera incluye la construcción
y operación de barreras o la remoción de tales barreras. Un segundo mecanismo es la estructuración de secuencias de actividades en el tiempo. BARRERAS EN EL TIEMPO Y EL ESPACIO: En el espacio: Ej. Muros en las ciudades, límites nacionales, prisiones, monasterios, clubes privados, redes de computadores. El efecto de una barrera es hacer agentes más probables de interactuar con otro dentro de la misma barrera y menos probable con alguno fuera de la barrera. Sin embargo, hay que tener en cuenta que las barreras tienen también su solución, puertas, puentes, passwords. BARRERAS EN EL TIEMPO Y EL ESPACIO En el tiempo: Ej. Destruir los registros históricos. Analfabetismo. Cambios tecnológicos. Con la llegada de los medios masivos de comunicación se ha reducido el costo mediante el cual la interacción puede llegar a muchas personas. Ej: La imprenta, Radio, Televisión, Internet. BARRERAS CONCEPTUALES: Membresía, Ciudadanía, Grupos étnicos, Afiliaciones religiosas, Profesiones. El problema de las barreras tanto físicas como conceptuales consiste en que causa una falta de exploración dado que los agentes se relacionan sólo con individuos parecidos a ellos. BARRERAS SEMI-PERMEABLES: Son barreras, pero permiten algunos tipos de interacción bajo condiciones específicas. Las barreras semipermeables pueden también ser físicas u organizacionales P.ej. Visas. Como se ve esto aplicado al internet? Las barreras semipermeables podrían dejar entrar agentes indeseados o podrían bloquear aquellos que se quiere dejar entrar. MÉTODOS INTERNOS: Seguir otro agente o una señal SEGUIR OTRO AGENTE: Adhesión, Aprendices, Recomendaciones, Cuales son las ventajas y las desventajas de los anteriores mecanismos? SEGUIR OTRO AGENTE: Ventajas: La habilidad de adquirir patrones de interacción implícitamente, sin tener una buena teoría de cómo las cosas trabajan. Pertenecer a una red. Desventajas: Usar patrones de interacción fuera de su contexto. Que pasa si todos los agentes se siguen?. Entre más contactos tenga un agente menos diversa se vuelve la población. SEGUIR UNA SEÑAL: En esta segunda estrategia, los agentes siguen una señal, buscando obtener mayor valor. Este comportamiento es bastante conveniente para alguien que pueda modificar las señales, dado que puede dirigir las acciones de los agentes y de la población. Problemas: Quedarse en un máximo local, si no se puede ver más allá de un cierto horizonte. Seguir una señal implica (explícita o implícitamente) la creencia de que la señal traerá consecuencias que el agente prefiere. TIPOS DE ACTIVACIÓN: Activaciones externas temporalizadas. P.ej. Ciclos presupuestales, estacionalidad. Activaciones internas: donde los resultados del evento actual controlan que eventos podrían suceder a continuación. P.ej. arena, activistas. CAMBIANDO LA INTERACCIÓN DESDE LA ACTIVACIÓN: Los mecanismos vistos hasta ahora (seguir un agente o seguir una señal) cambian la interacción desde el punto de vista del espacio. Sin embargo, la interacción entre agentes puede ser modificada significativamente al cambiar la probabilidad de la actividad de los agentes. Diferentes escalas temporales. Pirámides organizacionales. Efecto de bolas de
nieve. Cómo la activación de un agente, produce la activación de más agentes. Rutinas. SELECCIÓN: Qué agentes o estrategias deben ser copiados y cuales deben ser destruidos? La evolución en los sistemas naturales requiere de tres elementos: 1.Un medio para retener el carácter esencial del agente. (material genético). 2.Una fuente de variación. (recombinación y mutación). 3.Cambios en la frecuencia de los tipos. (más o menos descendientes por agente). Se pueden seleccionar tanto agentes como estrategias, para realizar esto es necesario: 1.Definir un criterio de éxito. 2.Determinar si la selección es al nivel de agentes o de estrategias. 3.Atribuir crédito por éxitos y fallas. 4.Crear nuevos agentes o estrategias. DEFINIR UN CRITERIO DE ÉXITO: Cantidad de copias (descendientes). Supervivencia. Utilidad. Tamaño del mercado. El criterio que gobierna el proceso de selección es la principal intervención que se hace en un sistema DETERMINANDO EL NIVEL DE SELECCIÓN: Selección de agentes: determinar la creación de un nuevo agente sin necesidad de determinar la causa de éxito de sus padres. Selección de estrategias: crear nuevas estrategias para un agente existente, a veces hay que entrar a determinar que estrategia o parte de la estrategia hizo a un agente exitoso. SELECCIÓN DE AGENTES: La Evolución biológica trabaja al nivel de agentes. Sin embargo no existe una determinación de cuales genes son los que se deben llevar el crédito. Por tanto existen genes “malos” que pasan a futuras generaciones dado que pertenecen a un organismo exitoso. Cuanta debe ser la presión en la selección? Fuerte: el mejor agente tiene una gran cantidad de copias con relación a los otros. Débil: el mejor agente produce sólo unas copias más con relación a los otros. Cuales son las ventajas y desventajas de cada tipo? Exploración vs Explotación. Es posible desde el estudio de un sistema complejo determinar la presión en la selección. SELECCIÓN DE ESTRATEGIAS: Existen tres puntos de diferencia entre la selección de agentes y la selección de estrategias: Costo: replicar o adquirir un agente es más costoso que copiar sus estrategias. Ejemplos? Tiempo de Espera: copiar o desarrollar toma más tiempo que adquirir. Dificultad de inferencia: es difícil saber que es lo que debe ser copiado. Por tanto seleccionar al nivel de estrategia requiere un conocimiento mucho mayor. ATRIBUCIÓN DE CRÉDITO POR ÉXITOS Y FALLAS: Cómo un agente usa un criterio de desempeño para incrementar la frecuencia de las estrategias exitosas o decrementar la frecuencia de las no exitosas. Tres errores que se deben evitar: Darle el crédito o culpar a una parte, cuando el responsable es un grupo mayor. Darle crédito o culpar a un grupo de factores, cuando el responsable es un grupo diferente. Darle crédito a una mala estrategia, bajo la cual se produjo éxito, pero las condiciones en las cuales se produjo el éxito fueron malentendidas. MEDIDAS DE DESEMPEÑO: Existen medidas de desempeño que son definidas al interior del sistema. Depende de cómo el éxito sea definido, afecta las oportunidades de aprendizaje efectivo. Cuando el éxito se mide rara vez, nuevas medidas intermedias pueden aumentar la velocidad del aprendizaje, aún si ellas no reflejan perfectamente el objetivo de largo plazo. No importa si el resultado es mejor o peor de lo esperado, la experiencia puede ayudar a revisar los criterios de evaluación, de modo que en el futuro, la asignación de créditos produzca mejores resultados.
Ej. Resultados parciales de los balances. CREAR NUEVOS AGENTES O ESTRATEGIAS: El enfoque biológico del copiado es al nivel de agentes. El enfoque de las ciencias de la computación, corresponde más al copiado de estrategias. Existen muchas formas de realizar el copiado, entender cómo funciona este proceso en cada sistema complejo es clave para el entendimiento del sistema. Porqué un virus de computador se disemina más rápidamente que un virus biológico? Existen tres razones básicas para copiar un líder en un sistema: El líder puede algunas veces establecer estándares que proporcionan incentivos a otros para copiarlos. Las acciones o medidas desempeño del líder son típicamente vistas como exitosas y de ahí vale la pena emularlas. RESÚMEN MÓDULO COMPLEJIDAD CÓMO LOS ELEMENTOS FORMAN UNA PLATAFORMA COHERENTE: Los agentes de una variedad de tipos, usan su estrategia, con otros agentes y con artefactos, de este contacto se pueden deducir en patrones de interacción. Las medidas de desempeño de los eventos resultantes dirigen la selección de agentes y/o estrategias a través de procesos de copiado y recombinación, esto cambia la frecuencias de los tipos en el sistema. INTRODUCCIÓN: Causa y efecto no son proporcionales. No linealidad. No predecibilidad. “La capacidad de la mente humana para formular y resolver problemas complejos es muy pequeña comparada con el tamaño de los problemas cuya solución se requiere para tener un comportamiento racional en el mundo real”. Herbert Simon CARACTERÍSTICAS DE LA COMPLEJIDAD: La complejidad puede ocurrir en sistemas naturales o artificiales, así como en estructuras sociales. Los sistemas dinámicos complejos pueden ser muy grandes o muy pequeños. Como regla, entre más elementos tenga un sistema, es más probable que se produzca complejidad. Un sistema puede no ser completamente determinístico o completamente aleatorio, sino más bien tener ambas características. Las diferentes partes de un sistema complejo están conectadas y se afectan una a la otra de una manera sinérgica. Hay realimentación positiva o negativa. El nivel de complejidad depende del carácter del sistema, su entorno y la naturaleza de las interacciones entre ellos. Los sistemas complejos tienden a llevar a cabo procesos irreversibles. LOS ELEMENTOS CENTRALES DE LA PLATAFORMA DE ANÁLISIS: Estrategia: Es un patrón de acción condicionado que indica que hacer y en que circunstancias. Artefacto: Es un recurso material que tiene localización definida y puede responder a las acciones de los agentes. Agente: Es una colección de propiedades, estrategias y capacidades de interacción con artefactos y otros agentes. Población: Es una colección de agentes, o en algunas situaciones de estrategias. Sistema: Es una gran colección, la cual incluye una o más poblaciones de agentes y posiblemente de artefactos. Tipo: Todos los agentes o estrategias que tienen características comunes dentro de la población. Variedad: La diversidad de los tipos dentro de una población o sistema. Patrón de interacción: Las regularidades de contacto entre tipos en un mismo sistema. Espacio físico: Es la localización en el espacio geográfico y el tiempo de los agentes y artefactos. Espacio conceptual: Es la localización en un conjunto de categorías de modo que los agentes tiendan a interactuar. Criterio de éxito o medida de desempeño: es una puntuación usado por un agente o
diseñador para atribuir el crédito en la selección de estrategias o agentes.
